DE10362316B4

DE10362316B4 - System für das Laden einer Batterie

Info

Publication number: DE10362316B4
Application number: DE10362316.7A
Authority: DE
Inventors: Gary D. Meyer; Jay J. Rosenbecker; Kevin L. Glasgow; Todd W. Johnson; Karl F. Scheucher
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: CN1655387B; GB2434705A; GB0600647D0; DE10354874A1; GB2434705B; GB0703089D0; GB2434704A; CN1655387A; GB0600653D0; DE10354874B4; GB2419242B; GB2419243B; GB2434704A8; GB2419245A9; GB0600649D0; GB0703091D0; GB2396755A; GB2419242A; GB2419243A; GB2434704B8

Abstract

Batterieladevorrichtung (30), die betrieben werden kann, um eine erste Elektrowerkzeugbatterie (20) und eine zweite Elektrowerkzeugbatterie (20) aufzuladen, wobei die Batterieladevorrichtung umfasst:eine Steuerung (100); undeine Ladeschaltung (95), die betrieben werden kann, um einen Ladestrom für die erste Elektrowerkzeugbatterie in einem gepulsten Modus zur Verfügung zu stellen,wobei die Ladeschaltung weiterhin betrieben werden kann, um einen Ladestrom an die zweite Elektrowerkzeugbatterie bereitzustellen,wobei die erste Elektrowerkzeugbatterie eine erste Vielzahl von Batteriezellen aufweist, von denen jede eine lithiumbasierte Chemie hat, und die zweite Elektrowerkzeugbatterie eine andere als eine lithiumbasierte Chemie hat, undwobei die Steuerung (100) betrieben werden kann, um von der ersten Elektrowerkzeugbatterie Information bezüglich eines individuellen Ladezustands mindestens einer der ersten Vielzahl von Batteriezellen zu empfangen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und ein System für das Laden einer Batterie und insbesondere auf ein Verfahren und ein System für das Laden der Batterie eines Elektrowerkzeugs.
Schnurlose Elektrowerkzeuge werden typischerweise durch tragbare Batteriesätze mit Leistung versorgt. Diese Batteriesätze unterscheiden sich in der Art der Batterien und der Nennspannung und sie können verwendet werden, um viele Werkzeuge und elektrische Vorrichtungen mit Leistung zu versorgen. Typischerweise besteht die Batterie eines Elektrowerkzeugs entweder aus Nickel-Cadmium („NiCd“) oder Nickel-Metall-Hydrid („NiMH“). Die Nennspannung des Batteriesatzes reicht gewöhnlicherweise von ungefähr 2,4 V bis ungefähr 24 V.
Die US 6,362,596 B1 offenbart ein Verfahren zum Aufladen eines wiederaufladbaren Batteriepacks, bei dem die Batteriekapazität bestimmt wird und entsprechend basierend auf der Batteriekapazität die Ladeleistung festgelegt wird. Weiterhin offenbart diese Druckschrift, dass ein Batterieladegerät eine Ladevorrichtung für unterschiedliche Batterietypen besitzt und basierend auf einem Batterieidentifikationssignal zwischen den beiden Batterietypen unterscheiden kann. Die Batteriepackungen gemäß dieser Druckschrift werden für Elektroleistungswerkzeuge oder Küchen- und Hausgeräte verwendet. Die wiederaufladbaren Batterien basieren auf Lithium, Nickel, Cadmium und Blei und über den Eingangsanschluss IDIN kann die Steuerung dem Typ und die Kapazität der zu ladenden Batterie bestimmen.
Die US 6,124,698 A bezieht sich auf ein Batterieladegerät, das in der Lage ist, entweder eine Batteriepackung mit einer Nickelmetallhydridbatterie oder eine Batteriepackung mit einer Nickelcadmiumbatterie aufzuladen, wie sie beispielsweise für Bohrmaschinen verwendet werden. Die Batterieladevorrichtung kann detektieren, ob ein angeschlossenes Batteriepack ein Nickelmetallhydrid oder Nickelcadmiumbatteriepack ist, indem eine unterschiedliche Position von zwei Eingangsanschlüssen ausgewertet wird. Basierend auf dieser unterschiedlichen Position der Anschlüsse wird auf den Batterietyp geschlossen.
Die US 6,366,056 B1 bezieht sich auf ein Batterieladegerät für lithiumbasierte Batterien und offenbart ein Verfahren zum Aufladen solcher lithiumbasierter Batterien, bei dem unterschiedliche Ladepulse und Entladepulse an die Batterie angelegt werden.
Die US 5,656,917 A bezieht sich auf ein Batterieidentifikationssystem und ein Ladegerät zum Aufladen der jeweiligen Batterie. Diese Batterieidentifikation wird im Zusammenhang mit einem Ladesystem für ein mobiles Telefon angesprochen. Darüber hinaus wird die komplette Batterieidentifikation mit Hilfe des hier offenbarten elektronischen Geräts durchgeführt, ohne dass jedoch eine direkte Kommunikation zwischen dem Ladegerät und der Batterie erfolgt.
Die US 6,222,343 B1 offenbart ein Batterieladegerät, das in der Lage ist, verschiedene Batterietypen aufzuladen und darüber hinaus auch mit verschiedenen Wechselspannungsquellen arbeiten kann. Gemäß dieser Druckschrift ist ein Thermistorsensorschaltkreis vorgesehen, um den Batterietyp zu bestimmen und darüber hinaus zu bestimmen, ob es sich um ein Nickelcadmium oder eine Nickelmetallhydridbatterie handelt.
Die US 5,963,010 A schließlich bezieht sich auf eine Batteriesteuerung zum Steuern der Aufladung von mindestens zwei Batterien unterschiedlicher Art. Dabei besitzt die Steuerung eine Detektionseinheit zum Erfassen der Batteriesorte und ist somit in der Lage, unterschiedliche Sorten von Batterien zu laden und zu entladen. Wie dies beispielsweise in Spalte 10, Zeilen 44 bis 53 ausgeführt ist, wird das Laden und Entladen entsprechend dem Batteriesortendetektionssignal durchgeführt, wobei die Batterie, die von dieser Vorrichtung erfasst wird, jede Art von Batterie sein kann, die einen Thermistoranschluss besitzt.
Einige Batterietypen (wie beispielsweise Lithium („Li“), Lithium-Ionen („Li-Ionen“) und andere auf Lithium basierende chemische Zusammensetzungen) erfordern präzise Ladeschemata und Ladeoperationen mit einer gesteuerten Entladung. Ungenügende Ladeschemata und ungesteuerten Entladeschemata können eine übermäßige Wärmeerzeugung, übermäßig überladene Zustände und/oder übermäßig entladene Zustände erzeugen. Diese Zustände und Erzeugungen können den Batterien einen irreversiblen Schaden zufügen und sie können die Batteriekapazität schwer beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung liefert ein System und ein Verfahren für das Laden einer Batterie. In einigen Konstruktionen und einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die verschiedene Batteriesätze mit Batterien unterschiedlichen chemischen Aufbaus vollständig laden können. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die auf Lithium basierende Batterien, wie beispielsweise Lithium-Cobalt-Batterien, Lithium-Mangan-Batterien und Spinellbatterien, laden kann. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die auf Lithium basierende Batteriesätze mit unterschiedlichen Nennspannungen oder in unterschiedlichen Nennspannungsbereichen laden kann. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die verschiedene Lademodule aufweist, die auf der Basis unterschiedlicher Batteriezustände implementiert sind. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung ein Verfahren und ein System für das Laden einer auf Lithium basierenden Batterie durch das Anlegen von Pulsen konstanten Stroms. Die Zeit zwischen den Pulsen und die Länge der Pulse kann in Abhängigkeit von gewissen Batterieeigenschaften durch die Batterieladevorrichtung erhöht oder erniedrigt werden.
Unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung werden Fachleuten beim Betrachten der folgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen deutlich.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie.
2 ist eine andere perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der Batterie, die in 1 gezeigt ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der Batterie, die in 1 gezeigt ist, die elektrisch und physikalisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist.
4 ist eine schematische Ansicht einer Batterie, die elektrisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist, wie der Batterie und der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt sind.
5a und 5b sind Flussdiagramme, die den Betrieb einer Batterieladevorrichtung zeigen, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung implementiert werden kann, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, implementiert werden kann.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein drittes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, implementiert werden kann.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein viertes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, implementiert werden kann.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein fünftes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, implementiert werden kann.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein sechstes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, implementiert werden kann.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Ladealgorithmus zeigt, der auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in 3 gezeigt ist, verkörpert werden kann.
13 ist ein schematisches Diagramm einer Batterie, die elektrisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist.
14A und 14B sind Ansichten anderer Konstruktionen einer Batterie.
15A und 15B sind perspektivische Ansichten einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1, 2 und 14A und 14B gezeigt sind, die elektrisch und physikalisch mit einem Elektrowerkzeug verbunden ist.
16 ist eine schematische Ansicht des Ladestroms für eine Batterie.
17 ist ein anderes schematisches Diagramm einer Batterie.

Bevor irgend welche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erklärt werden, sollte verstanden werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und die Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen annehmen und sie kann auf verschiedene Weise in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Es sollte auch verständlich sein, dass die Ausdrucksweise und Terminologie, die hier verwendet wird, nur zur Beschreibung und nicht als Begrenzung dienen soll. Die Verwendung von „einschließen“, „umfassen“ oder „haben“ und Variationen davon sollen die Gegenstände, die nachfolgend aufgelistet sind, und Äquivalente davon als auch zusätzliche Gegenstände umfassen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein Batteriesatz oder eine Batterie 20 ist in den 1 und 2 dargestellt. Die Batterie 20 ist konfiguriert, um Leistung an eine oder mehrere elektrische Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Elektrowerkzeug 25 (das in den 15A und 15B gezeigt ist) und/oder eine Batterieladevorrichtung 30 (die in den 3 und 4 gezeigt ist) zu liefern oder von dort zu empfangen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 20 eine chemischen Aufbau aufweisen, wie beispielsweise Blei-Säure, Nickel-Cadmium („NiCd“), Nickel-Metall-Hydrid („NiMH“), Lithium („Li“), Lithium-Ionen („L-Ionen“) und andere auf Lithium basierende chemische Zusammensetzungen oder andere wiederaufladbare Batterien mit einer anderen chemischen Zusammensetzung. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 20 einen hohen Entladestrom an elektrische Geräte, wie beispielsweise ein Elektrowerkzeug, liefern, wobei sie Entladeraten mit hohem Strom aufweist. In den dargestellten Konstruktionen weist die Batterie 20 eine chemische Zusammensetzung aus Li, Li-Ionen oder eine andere auf Lithium basierende chemische Zusammensetzung auf und liefert einen mittleren Entladestrom, der gleich oder größer als ungefähr 20 A ist. Beispielsweise kann in der dargestellten Konstruktion die Batterie 20 eine chemische Zusammensetzung aus Lithium-Cobalt („Li-Co“), Lithium-Mangan („Li-Mn“) Spinel oder Li-Mn-Nickel aufweisen.
In einigen Konstruktionen und einigen Aspekten kann die Batterie 20 auch irgendeine Nennspannung, wie beispielsweise eine Nennspannung, die von ungefähr 9,6 V bis ungefähr 50 V reicht, aufweisen. In einer Konstruktion (siehe 1 bis 3) weist die Batterie 20 beispielsweise eine Nennspannung von ungefähr 21 V auf. In einer anderen Konstruktion (siehe 14) weist die Batterie 20A eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt auf. Es sollte verständlich sein, dass in anderen Konstruktionen die Batterie 20 eine andere Nennspannung in einem anderen Nennspannungsbereich aufweisen kann.
Die Batterie 20 umfasst ein Gehäuse 35, das Anschlussträger 40 liefert. Die Batterie 20 umfasst weiter ein oder mehrere Batterieanschlüsse, die von den Anschlussträgern 40 getragen werden, und die mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug 25 und/oder einer Batterieladevorrichtung 30 verbindbar sind. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 4 dargestellt ist, umfasst die Batterie 20 einen positiven Batterieanschluss 45, einen negativen Batterieanschluss 50 und einen Messbatterieanschluss 55. In einigen Konstruktionen umfasst die Batterie 20 mehr oder weniger Anschlüsse als in der oben gezeigten Konstruktion.
Die Batterie 20 umfasst eine oder mehrere Batteriezellen 60, wobei jede einen chemischen Aufbau und eine Nennspannung aufweist. In einigen Konstruktionen weist die Batterie 20 einen chemischen Batterieaufbau aus Li-Ionen, eine Nennspannung von ungefähr 18 V oder 21 V und fünf Batteriezellen auf. In einigen Konstruktionen weist jede Batteriezelle 60 einen chemischen Aufbau aus Li-Ionen auf, und jede Batteriezelle 60 weist im wesentlichen dieselben Nennspannung, wie beispielsweise ungefähr 3,6 V oder ungefähr 4,2 V auf.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Identifikationsschaltung oder eine Komponente, die elektrisch mit einem oder mehreren Batterieanschlüssen verbunden ist. In einigen Konstruktionen würde ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 30 (die in den 3 und 4 gezeigt ist) die Identifikationsschaltung oder Komponente „lesen“ oder eine Eingabe empfangen auf der Basis der Identifikationsschaltung oder der Komponente, um eine oder mehrere Batterieeigenschaften zu bestimmen. In einigen Konstruktionen würden die Batterieeigenschaften beispielsweise die Nennspannung der Batterie 20, die Temperatur der Batterie 20 und/oder den chemischen Aufbau der Batterie 20 einschließen.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Steuervorrichtung, eine Mikrosteuerung, einen Mikroprozessor oder eine Steuerung, die elektrisch mit einem oder mehreren Batterieanschlüssen verbunden ist. Die Steuerung kommuniziert mit den elektrischen Geräten, wie beispielsweise der Batterieladevorrichtung 30 und liefert Information an die Geräte im Hinblick auf eine oder mehrere Batterieeigenschaften oder Zustände, wie beispielsweise die Nennspannung der Batterie 20, die einzelnen Zellenspannungen, die Temperatur der Batterie 20 und/oder den chemischen Aufbau der Batterie 20. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 4 dargestellt ist, umfasst die Batterie 20 eine Identifikationsschaltung 62, die einen Mikroprozessor oder eine Steuerung 64 aufweist.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Temperaturmessvorrichtung oder einen Thermistor. Der Thermistor ist innerhalb der Batterie 20 konfiguriert und positioniert, um eine Temperatur einer oder mehrerer Batteriezellen oder eine Temperatur der Batterie 20 als Ganzes zu messen. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 4 gezeigt ist, umfasst die Batterie 20 einen Thermistor 66. In der dargestellten Konstruktion ist der Thermistor 66 in der Identifikationsschaltung 62 eingeschlossen.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die Batterie 20 auch konfiguriert, um eine Verbindung mit einem elektrischen Gerät, wie einer Batterieladevorrichtung 30, herzustellen. In einigen Konstruktionen umfasst die Batterieladevorrichtung 30 ein Gehäuse 70. Das Gehäuse 70 liefert einen Verbindungsteil 75, mit dem die Batterie 20 verbunden ist. Der Verbindungsteil 75 umfasst ein oder mehrere elektrische Geräteanschlüsse, um die Batterie 20 elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 30 zu verbinden. Die Anschlüsse, die in der Batterieladevorrichtung 30 eingeschlossen sind, sind konfiguriert, um mit den Anschlüssen, die in der Batterie 20 eingeschlossen sind, zusammen zu passen, und um Leistung und Information von der Batterie 20 zu übertragen und zu empfangen.
In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 4 gezeigt ist, umfasst die Batterieladevorrichtung 30 einen positiven Anschluss 80, einen negativen Anschluss 85 und einen Messanschluss 90. In einigen Konstruktionen ist der positive Anschluss 80 der Batterieladevorrichtung 30 konfiguriert, um mit dem positiven Batterieanschluss 45 zusammen zu passen. In einigen Konstruktionen ist der negative Anschluss 85 und der Messanschluss 90 der Batterieladevorrichtung 30 konfiguriert, um mit dem negativen Batterieanschluss 50 und dem Batteriemessanschluss 55 zusammen zu passen.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 auch eine Ladeschaltung 95. In einigen Konstruktionen umfasst die Ladeschaltung 95 eine Steuervorrichtung, eine Mikrosteuerung, einen Mikroprozessor oder eine Steuerung 100. Die Steuerung 100 steuert den Transfer der Leistung zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen steuert die Steuerung 100 den Transfer von Information zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen identifiziert die Steuerung 100 und/oder bestimmt eine oder mehrere Eigenschaften oder Zustände der Batterie 20 auf der Basis von Signalen, die von der Batterie 20 empfangen werden. Die Steuerung 100 kann auch den Betrieb der Ladevorrichtung 30 auf der Basis der Identifikationseigenschaften der Batterie 20 steuern.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Steuerung 100 verschiedene Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Zähler und/oder kann verschiedene Zeitmess- und Zählfunktionen durchführen. Die Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Zähler werden durch die Steuerung 100 während verschiedener Ladeschritte und/oder Module verwendet und gesteuert. Die Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Steuerungen werden unten diskutiert.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 eine Anzeige oder einen Indikator 110. Der Indikator 110 informiert einen Nutzer über den Status der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen kann der Indikator 110 den Nutzer über verschiedene Stufen der Ladung, Ladebetriebsarten oder Lademodule informieren, wie sie während des Betriebs begonnen und/oder beendet werden. In einigen Konstruktionen umfasst der Indikator 110 eine erste Leuchtdiode 115 („LED“) und eine zweite LED 120. In der dargestellten Konstruktion sind die ersten und zweiten LEDs 115 und 120 verschieden gefärbte LEDs. Beispielsweise ist die erste LED 115 eine rote LED, und die zweite LED 120 ist eine grüne LED. In einigen Konstruktionen aktiviert die Steuervorrichtung 100 den Indikator 110. In einigen Konstruktionen ist der Indikator 110 auf dem Gehäuse 70 oder im Gehäuse 70 angeordnet, so dass der Indikator 110 für den Nutzer sichtbar ist. Die Anzeige könnte auch einen Indikator einschließen, die den prozentualen Ladezustand, die verbleibende Zeit etc. zeigt. In einigen Konstruktionen kann die Anzeige oder der Indikator 110 die Ladeanzeige, die auf der Batterie 20 vorgesehen ist, einschließen.
Die Batterieladevorrichtung 30 ist angepasst, um eine Eingabe von Energie von einer Leistungsquelle 130 zu empfangen. In einigen Konstruktionen besteht die Leistungsquelle 130 aus einem Signal einer Wechselspannung von ungefähr 120 Volt mit 60 Hz. In anderen Konstruktionen ist die Leistungsquelle 130 beispielsweise eine Konstantstromquelle.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterieladevorrichtung 30 verschiedene wiederaufladbare Batterien, die verschiedene chemische Batterieaufbauten und verschiedene Nennspannungen haben, aufladen, wie das unten beschrieben ist. Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 in einer beispielhaften Implementierung eine erste Batterie laden, die einen chemischen Batterieaufbau aus NiCd aufweist und eine Nennspannung von ungefähr 14,4 Volt hat, eine zweite Batterie, die einen chemischen Batterieaufbau von Li-Ionen und eine Nennspannung von ungefähr 18 Volt aufweist, und eine dritte Batterie, die einen chemischen Batterieaufbau von Li-Ionen und eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt besitzt. In einer anderen beispielhaften Implementierung kann die Batterieladevorrichtung 30 eine erste Li-Ionen-Batterie, die eine Nennspannung von ungefähr 21 V aufweist, und eine zweite Li-Ionen-Batterie, die eine Nennspannung von ungefähr 28 V aufweist, laden. In dieser beispielhaften Implementierung kann die Batterieladevorrichtung 30 die Nennspannungen jeder Batterie 20 identifizieren und entweder gewisse Schwellwerte entsprechend skalieren, wie das unten diskutiert wird, oder die Spannungsablesungen oder Messungen (die während des Ladens gewonnen werden) gemäß der Nennspannung der Batterie modifizieren.
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 die Nennspannung einer Batterie 20 identifizieren, indem sie eine Identifikationskomponente, die in der Batterie 20 eingeschlossen ist „liest“ oder indem sie ein Signal von beispielsweise einem Batteriemikroprozessor oder einer Steuerung empfängt. In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 einen Bereich akzeptabler Nennspannungen für verschiedene Batterien 20, die die Ladevorrichtung 30 identifizieren können, einschließen. In einigen Konstruktionen kann der Bereich akzeptabler Nennspannungen einen Bereich von ungefähr 8 Volt bis ungefähr 50 Volt einschließen. In anderen Konstruktionen kann der Bereich der akzeptablen Nennspannungen einen Bereich von ungefähr 12 V bis ungefähr 28 V einschließen. Bei weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 Nennspannungen, die ungefähr 12 V und mehr betragen, identifizieren. In weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 Nennspannungen von ungefähr 30 Volt oder niedriger identifizieren.
In anderen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 einen Bereich von Werten identifizieren, die die Nennspannung der Batterie 20 einschließt. Statt der Identifikation, dass eine erste Batterie 20 einen Nennspannung von ungefähr 18 V aufweist, kann die Batterieladevorrichtung 30 beispielsweise eine Identifikation durchführen, dass die Nennspannung der ersten Batterie 20 in den Bereich von beispielsweise ungefähr 18 Volt bis ungefähr 22 Volt oder ungefähr 16 Volt bis ungefähr 24 Volt fällt. In weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 auch andere Batterieeigenschaften, wie beispielsweise die Anzahl von Batteriezellen, die chemische Zusammensetzung der Batterie und dergleichen, identifizieren.
In anderen Konstruktionen kann die Ladevorrichtung 30 jede Nennspannung der Batterie 20 identifizieren. In diesen Konstruktionen kann die Ladevorrichtung 30 die Batterie 20 mit jeder Nennspannung laden, indem sie gewisse Schwellwerte gemäß der Nennspannung der Batterie 20 einstellt oder skaliert. Jede Batterie 20 kann in diesen Konstruktionen auch unabhängig von der Nennspannung ungefähr dieselbe Amplitude des Ladestroms für ungefähr dieselbe Menge der Zeit empfangen (wenn beispielsweise jede Batterie 20 ungefähr voll geladen wird). Die Batterieladevorrichtung 30 kann gemäß der Nennspannung der Batterie 20, die geladen wird, entweder die Schwellwerte einstellen oder skalieren (wie das unten diskutiert wird) oder die Messungen einstellen oder skalieren.
Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 eine erste Batterie identifizieren, die eine Nennspannung von ungefähr 21 Volt und 5 Batteriezellen aufweist. Während des Ladens modifiziert die Batterieladevorrichtung 30 jede Messung, die die Ladevorrichtung 30 abtastet (beispielsweise die Batteriespannung), um eine Messung pro Zelle zu erhalten. Das heißt, die Ladevorrichtung 30 teilt jede Messung der Batteriespannung durch 5 (bei beispielsweise fünf Zellen), um ungefähr die mittlere Spannung einer Zelle zu erhalten. Somit können alle Schwellwerte, die in der Batterieladevorrichtung 30 eingeschlossen sind, einer Messung pro Zelle entsprechen. Die Batterieladevorrichtung 30 kann auch eine zweite Batterie identifizieren, die eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt und 7 Batteriezellen aufweist. Ähnlich wie beim Betrieb mit der ersten Batterie modifiziert die Batterieladevorrichtung 30 jede Spannungsmessung, um eine Messung pro Zelle zu erhalten. Wiederum können alle Schwellwerte, die in der Batterieladevorrichtung 30 enthalten sind, einer Messung pro Zelle entsprechen. In diesem Beispiel kann die Batterieladevorrichtung 30 dieselben Schwellwerte für das Überwachen und das Beenden der Ladung für die ersten und zweiten Batterien verwenden, um es der Batterieladevorrichtung 30 zu ermöglichen, viele Batterien in einem Bereich von Nennspannungen zu laden.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gründet die Batterieladevorrichtung das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 auf die Temperatur der Batterie 20. In einer Konstruktion liefert die Batterieladevorrichtung 30 einen Ladestrom an die Batterie 20, während sie periodisch die Temperatur der Batterie 20 detektiert oder überwacht. Wenn die Batterie 20 keinen Mikroprozessor oder keine Steuerung einschließt, misst die Batterieladevorrichtung 30 periodisch den Widerstand des Thermistors 66 nach vordefinierten Perioden der Zeit. Wenn die Batterie 20 einen Mikroprozessor oder eine Steuerung, wie die Steuerung 64, einschließt, so (1) fragt die Batterieladevorrichtung 30 entweder die Steuerung ,64 periodisch ab, um die Batterietemperatur zu bestimmen und/oder ob die Batterietemperatur sich außerhalb eines passenden Betriebsbereiches befindet, oder (2) wartet darauf, ein Signal von der Steuerung 64 zu empfangen, das anzeigt, dass sich die Batterietemperatur nicht innerhalb eines passenden Betriebsbereichs befindet, wie das unten diskutiert wird.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gründet die Batterieladevorrichtung 30 das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 auf die aktuelle Spannung der Batterie 20. In einigen Konstruktionen liefert die Batterieladevorrichtung 30 einen Ladestrom an die Batterie 20, während sie periodisch die Batteriespannung nach vorbestimmten Zeitabschnitten detektiert oder überwacht, wenn der Strom an die Batterie 20 geliefert wird und/oder wenn der Strom nicht geliefert wird, wie das unten diskutiert wird. In einigen Konstruktionen gründet die Batterieladevorrichtung 30 das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 sowohl auf der Temperatur als auch der Spannung der Batterie 20. Das Ladeschema kann auch auf die Spannungen einzelner Zellen gegründet werden.
Wenn die Batterietemperatur und/oder die Batteriespannung einen vordefinierten Schwellwert überschreitet oder nicht in einen passenden Betriebsbereich fällt, so unterbricht die Batterieladevorrichtung 30 den Ladestrom. Die Batterieladevorrichtung 30 detektiert oder überwacht weiter periodisch die Batterietemperatur / die Spannungen oder wartet, um ein Signal von der Steuerung 64 zu empfangen, das anzeigt, dass die Batterietemperatur / die Spannungen innerhalb eines passenden Betriebsbereichs liegen. Wenn die Batterietemperatur / die Spannungen innerhalb eines passenden Betriebsbereichs liegen, so kann die Batterieladevorrichtung 30 den Ladestrom, der an die Batterie 20 geliefert wird, wieder aufnehmen. Die Batterieladevorrichtung 30 überwacht weiter die Batterietemperatur / die Spannungen und unterbricht und nimmt den Ladestrom auf der Basis der detektierten Batterietemperatur / den Spannungen wieder auf. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder wenn die Batteriekapazität einen vordefinierten Schwellwert erreicht. In anderen Konstruktionen wird das Laden beendet, wenn die Batterie 20 von der Batterieladevorrichtung 30 entfernt wird.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 ein Verfahren des Betriebs für das Laden verschiedener Batterien, wie der Batterie 20, die verschiedene chemische Zusammensetzungen und/oder Nennspannungen aufweisen. Ein Beispiel dieses Ladebetriebs 200 ist in den 5a und 5b dargestellt. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 ein Verfahren des Betriebs für das Laden von auf Li basierenden Batterien, wie Batterien, die eine chemische Li-Co Zusammensetzung, eine chemische Li-MN Zusammensetzung, eine chemische Li-Mn-Nickel Zusammensetzung und dergleichen aufweisen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladebetrieb 200 verschiedene Module für das Durchführen unterschiedlicher Funktionen in Erwiderung auf unterschiedliche Batteriezustände und/oder Batterieeigenschaften.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst das Verfahren zum Betrieb 200 Module für das Unterbrechen des Ladens auf der Basis abnormaler und/oder normaler Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst die Ladeoperation 200 ein Defektsatzmodul, wie das Defektsatzmodul, das im Flussdiagramm 205 der 6 dargestellt ist, und/oder ein Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul, wie das Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul, das im Flussdiagramm 210 der 7 dargestellt ist. In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 in das Defektsatzmodul 205 ein, um das Laden zu beenden, basierend auf einer abnormalen Batteriespannung, einer abnormalen Zellenspannung und/oder einer abnormalen Batteriekapazität. In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 in das Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 ein, um das Laden zu beenden, basierend auf einer abnormalen Batterietemperatur und/oder abnormaler Temperaturen der Batteriezellen. In einigen Konstruktionen umfasst der Ladebetrieb 200 mehr oder weniger Module, die das Laden beenden, basierend auf mehr oder weniger Batteriezuständen, als die Module und Zustände, die oben und unten diskutiert werden.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladebetrieb 200 verschiedene Betriebsarten oder Module für das Laden der Batterie 20 auf der Basis verschiedener Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst der Ladebetrieb 200 ein Erhaltungslademodul, wie das Erhaltungslademodul, das im Flussdiagramm 215 der 8 gezeigt ist, ein Schrittlademodul, wie das Schrittlademodul, das im Flussdiagramm 220 der 9 gezeigt ist, ein Schnelllademodul, wie das Schnelllademodul, das im Flussdiagramm 225 der 10 dargestellt ist, und/oder ein Wartungslademodul, wie das Wartungslademodul, das im Flussdiagramm 230 der 11 dargestellt ist.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten wird jedes Lademodul 215 bis 230 durch die Steuerung 100 während des Ladebetriebs 200 auf der Basis gewissen Bereiche der Batterietemperatur, gewisser Bereiche der Batteriespannung und/oder gewisser Bereiche der Batteriekapazitäten ausgewählt. In einigen Konstruktionen wird jedes Modul 215 bis 230 durch die Steuerung 100 auf der Basis der in Tabelle 1 gezeigten Batterieeigenschaften ausgewählt. In einigen Konstruktionen kann der Zustand „Batterietemperatur“ oder „Temperatur der Batterie“ die Temperatur der Batterie als ein Ganzes (das sind die Batteriezellen, die Batteriekomponenten etc.) und/oder die Temperatur der Batteriezellen, die einzeln oder gemeinsam hergenommen werden, einschließen. In einigen Konstruktionen kann jedes Lademodul 215 bis 230 auf demselben Basisladeschema oder demselben Ladealgorithmus, wie beispielsweise dem Vollladestrom, basieren, wie das unten diskutiert wird.

Betrieb für das Laden von auf Li basierenden Batterien Tabelle 1

Batteriespannung (V/Zelle)	Batterietemperatur (°C)
	< T₁	T₁ bis T₂	T₂ bis T₃	> T₃
< V₁	Kein Laden, langsames Blinken der ersten LED	Erhaltungsladung erste LED stetig an	Erhaltungsladung erste LED stetig an	Kein Laden langsames Blinken der ersten LED
V₁ bis V₂	Kein Laden, langsames Blinken der ersten LED	Schrittladung erste LED bis nahe voller Ladung stetig an, dann ausgeschaltet. Zweite LED blinkt nahe voller Ladung	Schnelle Ladung erste LED bis nahe voller Ladung stetig an, dann ausgeschaltet. Zweite LED blinkt nahe voller Ladung	Kein Laden langsames Blinken der ersten LED
V₂ bis V₃	Kein Laden, langsames Blinken der ersten LED	Wartungsladung Zweite LED stetig an	Wartungsladung zweite LED stetig an	Kein Laden langsames Blinken der ersten LED
> V₃	Kein Laden, schnelles Blinken der ersten LED	Kein Laden Schnelles Blinken der ersten LED	Kein Laden Schnelles Blinken der ersten LED	Kein Laden schnelles Blinken der ersten LED

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Erhaltungslademoduls 215 angelegt wird, das Anlegen eines vollen Ladestroms (beispielsweise „I“) an die Batterie 20 für eine erste Zeitdauer, wie beispielsweise 10 Sekunden, und dann das Aufheben des vollen Ladestroms für eine zweite Zeitdauer, beispielsweise fünfzig Sekunden. In einigen Konstruktionen ist der volle Ladestrom ein Puls des Ladestroms mit einer ungefähr vordefinierten Amplitude. In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Erhaltungslademodul 215 ein, wenn die Batteriespannung kleiner als ein erster vordefinierten Spannungsschwellwert V₁ ist.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Schnelllademoduls 225 angelegt wird, das Anlegen des vollen Ladestroms an die Batterie 20 für eine erste Zeitdauer, wie beispielsweise eine Sekunde, und dann das Aufheben des vollen Ladestroms für eine zweite Zeitdauer, wie beispielsweise 50 ms. In einigen Konstruktionen stellt die Steuerung 100 einen ersten Sicherungszeitgeber auf eine erste vorbestimmte Zeitgrenze, wie beispielsweise auf ungefähr zwei Stunden, ein. In diesen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 das Schnelllademodul 225 für die vorbestimmte Zeitgrenze nicht implementieren, um eine Batteriebeschädigung zu vermeiden. In anderen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 abschalten (das heißt das Laden stoppen), wenn die vorbestimmte Zeitgrenze abläuft.
In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 nur dann in das Schnelllademodul 225 eintreten, wenn die Batteriespannung sich in einem Bereich vom ersten Spannungsschwellwert V₁ bis zu einem zweiten vordefinierten Spannungsschwellwert V₂ befindet, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich von einem zweiten Batterietemperaturschwellwert T₂ bis zu einem dritten Temperaturschwellwert T₃ fällt. In einigen Konstruktionen ist der zweite Spannungsschwellwert V₂ größer als der erste Spannungsschwellwert V₁, und der dritte Temperaturschwellwert T₃ ist größer als der zweite Temperaturschwellwert T₂.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten, umfasst das Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Schrittlademoduls 220 angelegt wird, das Anlegen des Ladestroms des Schnelllademoduls 225 an die Batterie 20, wobei aber nur ein Tastzyklus von einer Minute Laden („AN“) und einer Minute aufgehobenen Ladens („AUS“) vorkommt. In einigen Konstruktionen stellt die Steuerung 100 einen Sicherungszeitgeber auf eine zweite bevorzugte Zeitgrenze, wie beispielsweise vier Stunden, ein. In diesen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 das Schrittlademodul 220 für die vorbestimmte Zeitgrenze nicht implementieren, um eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden.
In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Schrittlademodul 220 eintreten, wenn sich die Batteriespannung in einem Bereich vom ersten Spannungsschwellwert V₁ bis zum zweiten Spannungsschwellwert V₂ befindet, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich vom ersten Temperaturschwellwert T₁ bis zum zweiten Temperaturschwellwert T₂ fällt. In einigen Konstruktionen ist der zweite Spannungsschwellwert V₂ größer als der erste Spannungsschwellwert V₁, und der zweite Temperaturschwellwert T₂ ist größer als der erste Temperaturschwellwert T₁.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Wartungsmoduls 230 angelegt wird, das Anlegen eines vollen Ladestroms an die Batterie 20 nur dann, wenn die Batteriespannung auf einen gewissen vordefinierten Schwellwert fällt. In einigen Konstruktionen liegt der Schwellwert bei ungefähr 4,05 V/Zelle +/- 1% pro Zelle. In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Wartungsmodul 230 ein, wenn die Batteriespannung im Bereich des zweiten Spannungsschwellwerts V₂ bis zum dritten Spannungsschwellwert V₃ enthalten ist, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich vom ersten Temperaturschwellwert T₁ bis zum dritten Temperaturschwellwert T₃ fällt.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten implementiert die Steuerung 100 die verschiedenen Lademodule 220 bis 230 auf der Basis verschiedener Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst jedes Lademodul 220 bis 230 denselben Ladealgorithmus (beispielsweise einen Algorithmus für das Anlegen des vollen Ladestroms). Jedes Lademodul 220 bis 230 implementiert, wiederholt oder schließt den Ladealgorithmus auf unterschiedliche Art ein. Ein Beispiel eines Ladealgorithmus ist der Ladestromalgorithmus, wie er im Flussdiagramm 250 der 12 gezeigt ist, wie er unten diskutiert wird.
Wie in den 5a und 5b dargestellt ist, beginnt der Ladebetrieb 200, wenn eine Batterie, wie die Batterie 20, in die Batterieladevorrichtung 30 im Schritt 305 eingeschoben oder elektrisch mit dieser verbunden wird. Im Schritt 310 bestimmt die Steuerung 100, ob eine stabile Eingabe von Leistung, wie beispielsweise die Leistungsquelle 130, auf die Batterieladevorrichtung 30 angewandt oder mit dieser verbunden wird. Wie in 5a gezeigt ist, liegt derselbe Betrieb (das ist Schritt 305, der dem Schritt 310 voraus geht) vor, wenn die Leistung angelegt wird, nachdem die Batterie 20 elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 30 verbunden wurde.
Wenn die Steuerung 100 bestimmt, dass keine stabile Eingabe einer angewandten Leistung vorliegt, so aktiviert die Steuerung 100 die Anzeige 110 nicht, und es wird in Schritt 315 keine Ladung auf die Batterie 20 angewandt. In einigen Konstruktionen zieht die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen Entladestrom in Schritt 315. In einigen Konstruktionen beträgt der Entladestrom weniger als ungefähr 0,1 mA.
Wenn die Steuerung 100 bestimmt, dass eine stabile Leistung an die Batterieladevorrichtung 30 im Schritt 310 angelegt wird, so geht der Betrieb 200 zum Schritt 320 weiter. Im Schritt 320 bestimmt die Steuerung 100, ob alle Verbindungen zwischen den Batterieanschlüssen 45, 50 und 55 und den Anschlüssen 80, 85 und 90 der Batterieladevorrichtung stabil sind. Wenn die Verbindungen im Schritt 320 nicht stabil sind, so geht die Steuerung 100 zum Schritt 315 weiter.
Wenn. die Verbindungen im Schritt 320 stabil sind, identifiziert die Steuerung 100 den chemischen Aufbau der Batterie 20 über den Messanschluss 55 der Batterie 20 im Schritt 325. In einigen Konstruktionen zeigt ein Widerstandsmessdraht von der Batterie 20, wie er durch die Steuerung 100 gemessen wird, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH aufweist. In einigen Konstruktionen wird die Steuerung 100 den Widerstand der Widerstandsmessleitung messen, um den chemischen Aufbau der Batterie 20 zu bestimmen. Beispielsweise besteht in einigen Konstruktionen, wenn der Widerstands der Messleitung in einen ersten Bereich fällt, der chemische Aufbau der Batterie 20 aus NiCd. Wenn der Widerstand der Messleitung in einen zweiten Bereich fällt, dann besteht der chmische Aufbau der Batterie 20 aus NiMH.
In einigen Konstruktionen werden NiCd-Batterien und NiMH-Batterien durch die Batterieladevorrichtung 30 unter Verwendung eines einzigen Ladealgorithmus, der sich von einem Ladealgorithmus, der für Batterien implementiert wird, die einen auf Li basierende chemischen Aufbau aufweisen, unterscheidet, geladen. In einigen Konstruktionen ist der einzige Ladealgorithmus für NiCd- und NiMH-Batterien beispielsweise ein existierender Ladealgorithmus für NiCd/NiMH-Batterien. In einigen Konstruktionen verwendet die Batterieladevorrichtung 30 den einzigen Ladealgorithmus für das Laden von NiCd-Batterien und NiMH-Batterien aber beendet das Ladeverfahren für NiCd-Batterien mit einem anderen Beendigungsschema als das Beendigungsschema, das verwendet wird, um das Laden für NiMH-Batterien zu beenden. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden für NiCd-Batterien, wenn eine negative Änderung in der Batteriespannung (beispielsweise -ΔV) durch die Steuerung 100 detektiert wird. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden für NiMH-Batterien, wenn eine Änderung der Temperatur der Batterie über der Zeit (beispielsweise ΔT/dt) einen vordefinierten Beendigungsschwellwert erreicht oder überschreitet.
In einigen Konstruktionen werden NiCd- und/oder NiMH-Batterien unter Verwendung eines Konstantstromalgorithmus geladen. Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 dieselbe Ladeschaltung für das Laden unterschiedlicher Batterien, die einen unterschiedlichen chemische Aufbau der Batterie aufweisen, wie NiCd, NiMH, Li-Ionen und dergleichen, einschließen. In einer beispielhaften Konstruktion kann die Ladevorrichtung 30 die Ladeschaltung verwenden, um denselben vollen Ladestrom an NiCd- und NiMH-Batterien anzulegen, da Li-Ionen-Batterien einen Konstantstromalgorithmus statt einer Pulsladung verwenden. In einer anderen beispielhaften Konstruktion kann die Batterieladevorrichtung 30 den vollen Ladestrom durch die Ladeschaltung gemäß dem chemischen Aufbau der Batterie skalieren.
In anderen Konstruktionen bestimmt die Steuerung 100 nicht den exakten chemischen Aufbau der Batterie 20. Stattdessen implementiert die Steuerung 100 ein Lademodul, das sowohl NiCd-Batterien als auch NiMH-Batterien wirksam laden kann.
In anderen Konstruktionen könnte der Widerstand der Messleitung anzeigen, dass die Batterie 20 einen auf Li basierenden chemischen Aufbau aufweist. Wenn beispielsweise der Widerstand der Messleitung in einen dritten Bereich fällt, so basiert der chemische Aufbau der Batterie 20 auf Li.
In einigen Konstruktionen zeigt eine serielle Kommunikationsverbindung zwischen der Batterieladevorrichtung 30 und der Batterie 20, die durch die Messanschlüsse 55 und 90 errichtet wird, dass die Batterie 20 einen auf Li basierenden chemischen Aufbau aufweist. Wenn eine serielle Kommunikationsverbindung in Schritt 325 errichtet wird, so sendet ein Mikroprozessor oder eine Steuerung, wie die Steuerung 64 in der Batterie 20, Information in Bezug auf die Batterie 20 an die Steuerung 100 in der Batterieladevorrichtung 30. Eine solche Information, die zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30 übertragen wird, kann den chemischen Aufbau der Batterie, die Batterienennspannung, die Batteriekapazität, die Batterietemperatur, einzelne Zellenspannungen, die Anzahl der Ladezyklen, die Anzahl der Entladezyklen, den Status einer Schutzschaltung oder eines Netzes (beispielsweise aktiviert, gesperrt, freigeschaltet etc.) etc. umfassen.
Im Schritt 330 bestimmt die Steuerung 100, ob der chemische Aufbau der Batterie 20 auf Li basiert oder ob dies nicht der Fall ist. Wenn die Steuerung 100 im Schritt 330 bestimmt, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH besitzt, dann geht der Betrieb 200 zum NiCd/NiMH-Ladealgorithmus in Schritt 335 weiter.
Wenn die Steuerung 100 im Schritt 330 bestimmt, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau auf Li-Basis besitzt, dann geht der Betrieb 200 zum Schritt 340 weiter. Im Schritt 340 setzt die Steuerung 100 jede Batterieschutzschaltung, wie beispielsweise einen Schalter, der in der Batterie 20 enthalten ist, zurück und bestimmt die Nennspannung der Batterie 20 über die Kommunikationsverbindung. Im Schritt 345 stellt die Steuerung 100 den Analog-Digital-Wandler („A/D“) auf der Basis der Nennspannung auf den passenden Pegel ein.
Im Schritt 350 misst die Steuerung 100 die aktuelle Spannung der Batterie 20. Wenn eine Messung vorgenommen wurde, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 355, ob die Spannung der Batterie 20 größer als 4,3 Volt/Zelle ist. Wenn die Batteriespannung größer als 4,3 Volt/Zelle im Schritt 355 ist, so geht der Betrieb 200 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 360 weiter. Das Defektsatzmodul 205 wird unten diskutiert.
Wenn im Schritt 355 die Batteriespannung nicht größer als 4,3 Volt/Zelle ist, so misst die Steuerung 100 im Schritt 365 die Temperatur der Batterie und bestimmt im Schritt 370, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn im Schritt 370 die Temperatur der Batterie unterhalb -20°C oder über 65°C liegt, dann geht der Betrieb 200 im Schritt 375 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 weiter. Das Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 wird unten diskutiert.
Wenn im Schritt 370 die Temperatur der Batterie nicht unter - 20°C liegt und 65°C nicht übersteigt, dann bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 380 (der in 5b gezeigt ist), ob die Temperatur der Batterie in den Bereich zwischen -20°C und 0°C fällt. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 380 in den Bereich zwischen -20°C und 0°C fällt, so geht der Betrieb 200 zum Schritt 385 weiter. Im Schritt 385 bestimmt die Steuerung 100, ob die Batteriespannung weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt. Wenn die Spannung der Batterie weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt, so geht der Betrieb 200 zum Erhaltungslademodul 215 im Schritt 390. Das Erhaltungslademodul 215 wird unten diskutiert.
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 385 nicht kleiner als 3,5 Volt/Zelle ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 395, ob die Spannung der Batterie im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist. Wenn die Spannung der Batterie sich nicht im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle im Schritt 395 befindet, so geht der Betrieb 200 im Schritt 400 weiter zum Wartungsmodul 230. Das Wartungsmodul 230 wird unten diskutiert.
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 395 im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so löscht die Steuerung 100 im Schritt 405 einen Zähler, wie einen Ladezähler. Wenn der Ladezähler im Schritt 405 gelöscht ist, so geht der Betrieb 200 im Schritt 410 zum Schrittlademodul 220 weiter. Das Schrittlademodul 220 und der Ladezähler werden unten diskutiert.
Man kehre zum Schritt 380 zurück, wo, wenn die Temperatur der Batterie nicht im Bereich von -20°C und 0°C enthalten ist, die Steuerung 100 im Schritt 415 bestimmt, ob die Batteriespannung weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt. Wenn die Spannung im Schritt 415 weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt, so geht der Betrieb 200 im Schritt 420 weiter zum Erhaltungslademodul 215.
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 415 nicht weniger als 3,5 Volt /Zelle beträgt, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 425, ob die Spannung der Batterie im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist. Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 425 nicht im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist, dann geht der Betrieb 200 im Schritt 430 weiter zum Wartungsmodul 230.
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 425 im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist, so löscht die Steuerung im Schritt 435 einen Zähler, wie den Ladezähler. Wenn der Ladezähler im Schritt 435 gelöscht wurde, so geht der Betrieb 200 im Schritt 440 zum Schnelllademodul 225 weiter. Das Schnelllademodul 225 wird unten diskutiert.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Defektsatzmoduls 205 darstellt. Der Betrieb des Moduls 205 beginnt, wenn im Schritt 460 der Hauptladebetrieb 200 in das Defektsatzmodul 205 eintritt. Die Steuerung 100 unterbricht im Schritt 465 den Ladestrom und aktiviert die Anzeige 110, wie die erste LED, im Schritt 470. In der dargestellten Konstruktion steuert die Steuerung 100 die erste LED, damit diese mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 Hz blinkt. Wenn die Anzeige 110 im Schritt 470 aktiviert ist, so endet das Modul 205 im Schritt 475, und der Betrieb 200 kann auch enden.
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Temperatur-aus-dem-Bereich-Moduls 210 zeigt. Der Betrieb des Moduls 210 beginnt, wenn der Hauptladebetrieb 200 im Schritt 490 in das Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 eintritt. Die Steuerung 100 unterbricht in Schritt 495 den Ladestrom und aktiviert die Anzeige 110, wie die erste LED, im Schritt 500. In der dargestellten Konstruktion steuert die Steuerung 100 die erste LED, damit diese mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 Hz blinkt, um einen Nutzer zu zeigen, dass sich die Batterieladevorrichtung 30 aktuell im Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 befindet. Wenn die Anzeige 110 im Schritt 500 aktiviert wird, so verlässt der Betrieb 200 das Modul 210 und kehrt dorthin zurück, wo der Betrieb 200 weggegangen war.
8 ist ein Flussdiagramm, das das Erhaltungslademodul 215 zeigt. Der Betrieb des Moduls 215 beginnt, wenn die Hauptladeoperation 200 im Schritt 520 in das Erhaltungslademodul 215 eintritt. Die Steuerung 100 aktiviert die Anzeige 110, wie die erste LED 115 im Schritt 525, um einem Nutzer anzuzeigen, dass die Batterieladevorrichtung 30 aktuell die Batterie 20 lädt. In der dargestellten Konstruktion aktiviert die Steuerung 100 die erste LED 115, so dass sie konstant angeschaltet erscheint.
Wenn die Anzeige 110 im Schritt 525 aktiviert wurde, so initialisiert die Steuerung 100 im Schritt 530 einen Zähler, wie einen Erhaltungsladezähler. In der dargestellten Konstruktion weist der Erhaltungsladezähler eine Zählgrenze von zwanzig auf.
Im Schritt 540 beginnt die Steuerung 100 zwei jeweils eine Sekunde (1 s) lange Vollstrompulse an die Batterie 20 zu legen, und unterbricht dann das Laden für fünfzig Sekunden („50 s“). In einigen Konstruktionen gibt es 50 ms Zeitintervalle zwischen den Pulsen von 1 Sekunde.
Im Schritt 545 misst die Steuerung 100 die Spannung der Batterie, wenn ein Ladestrom an die Batterie 20 (beispielsweise während Zeiten des angeschalteten Stroms) angelegt wird, um zu bestimmen, ob die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle übersteigt. Wenn die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle während der Zeiten des angeschalteten Stroms im Schritt 545 übersteigt, so geht das Modul 215 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 550 weiter und würde im Schritt 552 enden. Wenn die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle während des angeschalteten Stroms in Schritt 545 nicht übersteigt, misst die Steuerung 100 im Schritt 555 die Temperatur der Batterie und die Spannung der Batterie, wenn kein Ladestrom an die Batterie 20 angelegt wird (beispielsweise während Zeiten des ausgeschalteten Stroms).
Im Schritt 560 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn im Schritt 560 die Temperatur der Batterie unter -20°C oder über 65°Cbeträgt, so geht das Modul 215 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 im Schritt 565 weiter und würde im Schritt 570 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 560 nicht unter -20°C beträgt oder wenn sie nicht über 65°C liegt, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 575, ob sich die Spannung der Batterie im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet.
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 575 im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 580, ob die Temperatur im Bereich von -20°C bis 0°C enthalten ist. Wenn sich die Temperatur der Batterie im Bereich von -20°C bis 0°C im Schritt 580 befindet, so geht das Modul 215 im Schritt 590 zum Schnelllademodul 225.
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 575 nicht im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so erhöht die Steuerung 100 im Schritt 595 den Erhaltungsladezähler. Im Schritt 600 bestimmt die Steuerung 100, ob der Erhaltungsladezähler die Zählergrenze, die beispielsweise bei zwanzig liegt, erreicht hat. Wenn der Zähler im Schritt 600 die Zählergrenze nicht erreicht hat, so geht das Modul 215 zum Schritt 540 weiter. Wenn der Zähler im Schritt 600 die Zählergrenze erreicht hat, so geht das Modul 215 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 605 weiter und würde im Schritt 610 enden.
9 ist ein Flussdiagramm, das das Schrittlademodul 220 zeigt. Der Betrieb des Moduls 220 beginnt, wenn die Hauptladeoperation 200 im Schritt 630 in das Schrittlademodul 220 eintritt. Die Steuerung 100 aktiviert die Anzeige 110, wie die erste LED 115, im Schritt 635, um einem Nutzer anzuzeigen, dass die Batterieladevorrichtung 30 aktuell die Batterie 20 lädt. In der dargestellten Konstruktion aktiviert die Steuerung 100 die erste LED 115, so dass sie konstant an erscheint.
Im Schritt 640 startet die Steuerung 100 einen ersten Zeitmesser oder einen Ladevorgangszeitmesser. In der dargestellten Konstruktion zählt der Ladevorgangsmesser von einer Minute herab. Im Schritt 645 geht das Modul 220 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladestromalgorithmus 250 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung 100, ob der Ladezähler die Zählgrenze, wie beispielsweise 7200, im Schritt 650 erreicht hat. Wenn der Ladezähler im Schritt 650 die Zählgrenze erreicht hat, so geht das Modul 220 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 655 weiter, und das Modul 220 würde am Schritt 660 enden.
Wenn der Ladezäher im Schritt 650 die Zählgrenze nicht erreicht hat, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 665, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen (wie das unten beschrieben werden wird) größer oder gleich einem ersten Wartezeitschwellwert, wie beispielsweise zwei Sekunden, ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 665 ist, so aktiviert die Steuerung 100 im Schritt 670 die Anzeige, wobei sie beispielsweise die erste LED 115 abschaltet und die zweite LED 120 aktiviert, so dass sie mit ungefähr 1 Hz blinkt. Wenn die Wartezeit nicht größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 665 ist, so geht das Modul 220 zum Schritt 690 weiter, der nachfolgend diskutiert wird.
Wenn die Anzeige 110 im Schritt 670 aktiviert wird, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 675, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer oder gleich einem zweiten Wartezeitschwellwert, beispielsweise fünf Sekunden, ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 675 ist, so ändert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 680, indem sie beispielsweise die zweite LED 120 aktiviert, so dass die zweite LED 120 konstant an zu sein scheint. Das Modul 220 geht dann zum Wartungsmodul 230 im Schritt 685 weiter.
Wenn die Wartezeit nicht größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert im Schritt 675 ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 690, ob die Batterietemperatur größer als 0°C ist. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 690 größer als 0°C ist, so geht das Modul 220 zum Schnelllademodul 225 im Schritt 695 weiter. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 690 nicht größer als 0°C ist, so bestimmt die Steuerung im Schritt 700, ob der Ladevorgangszeitmesser abgelaufen ist.
Wenn der Ladevorgangszeitmesser im Schritt 700 nicht abgelaufen ist, so geht das Modul 220 im Schritt 645 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladevorgangszeitmesser im Schritt 700 abgelaufen ist, so aktiviert die Steuerung 100 einen zweiten Zeitmesser oder einen Nichtladezeitmesser im Schritt 705 und setzt das Laden aus. Im Schritt 710 bestimmt die Steuerung 100, ob der Nichtladezeitmesser abgelaufen ist. Wenn der Nichtladezeitmesser im Schritt 710 nicht abgelaufen ist, so wartet die Steuerung 100 eine vorbestimmte Zeit im Schritt 715 und kehrt dann zum Schritt 710 zurück. Wenn der Nichtladezeitmesser im Schritt 710 abgelaufen ist, so geht das Modul 220 zurück zum Schritt 640, um den Ladevorgangszeitmesser wieder zu starten.
10 ist ein Flussdiagramm, das das Schnelllademodul 225 zeigt. Der Betrieb des Moduls 225 beginnt, wenn der Hauptladebetrieb 200 im Schritt 730 in das Schnelllademodul eintritt. Die Steuerung 100 aktiviert die Anzeige 110, wie die erste LED 115 im Schritt 735, um einem Nutzer anzuzeigen, dass die Batterieladevorrichtung 30 aktuell die Batterie 20 lädt. In der dargestellten Konstruktion aktiviert die Steuerung 100 die erste LED 115, so dass sie konstant an zu sein scheint.
Im Schritt 740 geht das Modul 225 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladestromalgorithmus 250 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 745, ob der Ladezähler der Zählgrenze (beispielsweise 7200) entspricht. Wenn der Ladezähler im Schritt 650 die Zählgrenze erreicht hat, so geht das Modul 220 weiter zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 750, und das Modul 220 würde am Schritt 755 enden.
Wenn der Ladezähler im Schritt 745 nicht der Zählgrenze entspricht, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 760, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer als oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert (beispielsweise zwei Sekunden) ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 760 ist, aktiviert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 765, wobei sie beispielsweise die erste LED 115 ausschaltet und die zweite LED 120 aktiviert, so dass sie mit ungefähr 1 Hz blinkt. Wenn die Wartezeit nicht größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert in Schritt 760 ist, so geht das Modul 225 zum Schritt 785 weiter, der unten diskutiert wird.
Wenn die Anzeige im Schritt 765 aktiviert ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 770, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer oder gleich einem zweiten Wartezeitschwellwert (beispielsweise fünfzehn Sekunden) ist. Wenn die Wartezeit größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 770 ist, ändert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 775, aktiviert beispielsweise die zweite LED 120, so dass die zweite LED 120 konstant angeschaltet erscheint. Das Modul 225 geht dann im Schritt 780 zum Wartungsmodul weiter.
Wenn die Wartezeit nicht größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 770 ist, so bestimmt die Steuerung 100, ob die Batterietemperatur im Bereich von -20°C bis 0°C im Schritt 785 enthalten ist. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 785 im Bereich enthalten ist, so geht das Modul 225 zum Schrittlademodul 220 im Schritt 790 weiter. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 785 nicht in diesem Bereich enthalten ist, so geht das Modul 225 im Schritt 740 zurück zum Ladestromalgorithmus 250.
11 ist ein Flussdiagramm, das das Wartungsmodul 230 zeigt. Der Betrieb des Moduls 230 beginnt, wenn die Hauptladeoperation 200 im Schritt 800 in das Wartungsmodul 230 eintritt. Die Steuerung 100 bestimmt im Schritt 805, ob die Spannung der Batterie im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,05 Volt/Zelle enthalten ist. Wenn die Batteriespannung im Schritt 805 nicht im Bereich enthalten ist, so bleibt die Steuerung 100 weiter im Schritt 805, bis die Spannung der Batterie im Bereich enthalten ist. Wenn im Schritt 805 die Spannung der Batterie im Bereich enthalten ist, so initialisiert die Steuerung 100 im Schritt 810 einen Wartungszeitgeber. In einigen Konstruktionen zählt der Wartungszeitgeber von dreißig Minuten herab.
Im Schritt 815 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 815 unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so geht das Modul 230 im Schritt 820 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 weiter, und das Modul würde im Schritt 825 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 815 nicht unter -20°C fällt oder 65°C nicht übersteigt, so geht das Modul 230 im Schritt 830 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter.
Wenn der Ladestromalgorithmus 250 im Schritt 830 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung im Schritt 835, ob der Wartungszeitgeber abgelaufen ist. Wenn der Wartungszeitgeber abgelaufen ist, so geht das Modul 230 im Schritt 840 zum Defektsatzmodul 840 weiter, und das Modul 230 würde am Schritt 845 enden. Wenn der Wartungszeitgeber im Schritt 835 nicht abgelaufen ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 850, ob die Wartezeit zwischen den Strompulsen größer als oder gleich einer ersten vordefinierten Wartungswartezeitdauer, wie beispielsweise fünfzehn Sekunden, ist.
Wenn die Wartezeit im Schritt 850 größer als die erste vorbestimmte Wartungswartezeit ist, so geht das Modul 230 zum Schritt 805 weiter. Wenn die Wartezeit im Schritt 850 nicht größer als oder gleich der ersten vorbestimmten Wartungswartezeit ist, so geht das Modul 230 im Schritt 830 zum Ladestromalgorithmus weiter. In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 im Wartungsmodul 230 bleiben, bis der Batteriesatz 20 aus der Batterieladevorrichtung 30 entfernt wird.
12 ist ein Flussdiagramm, das das Basisladeschema oder den Ladestromalgorithmus 250 zeigt. Der Betrieb des Moduls 250 beginnt, wenn die anderen Module 220 bis 230 oder der Hauptladebetrieb 200 im Schritt 870 in den Ladestromalgorithmus 250 eintritt. Die Steuerung 100 legt einen vollen Strompuls für ungefähr eine Sekunde im Schritt 875 an. Im Schritt 880 bestimmt die Steuerung 100, ob die Batteriespannung 880 größer als 4,6 Volt/Zelle ist, wenn der Strom auf die Batterie 20 angewandt wird.
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 880 größer als 4,6 Volt/Zelle ist, so geht der Algorithmus 250 im Schritt 885 zum Defektsatzmodul 205 weiter, und der Algorithmus 250 würde am Schritt 890 enden. Wenn die Batteriespannung im Schritt 880 nicht größer als 4,6 Volt/Zelle ist, so unterbricht die Steuerung 100 den Ladestrom, erhöht einen Zähler, wie den Ladestromzähler und speichert den Zählwert im Schritt 895.
Im Schritt 900 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 900 unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so geht der Algorithmus 250 im Schritt 905 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 205 weiter, und der Algorithmus 250 wird im Schritt 910 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 900 nicht unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so misst die Steuerung 100 im Schritt 915 die Batteriespannung, wenn der Ladestrom nicht an die Batterie 20 geliefert wird.
Im Schritt 920 bestimmt die Steuerung 100, ob die Spannung der Batterie kleiner als 4,2 Volt/Zelle ist. Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 920 kleiner als 4,2 Volt/Zelle ist, so geht der Algorithmus 250 zum Schritt 875 weiter. Wenn die Spannung der Batterie nicht kleiner als 4,2 Volt/Zelle im Schritt 920 ist, so wartet die Steuerung 100 im Schritt 925, bis die Spannung der Batterie ungefähr 4,2 Volt/Zelle beträgt. Im Schritt 925 speichert die Steuerung 100 auch die Wartezeit. Der Algorithmus 250 endet am Schritt 930.
In einer anderen Konstruktion kann der volle Ladestrom oder der volle Ladepuls, der durch die Batterieladevorrichtung 30 angewandt wurde, gemäß den einzelnen Zellenspannungen in der Batterie 20 skaliert werden. Diese Implementierung wird unter Bezug auf die 4 und 16 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt ist, so kann die Steuerung 100 in der Batterieladevorrichtung 30 Information zur Mikrosteuerung 64 in der Batterie 20 senden oder von dort empfangen. In einigen Konstruktionen kann die Mikrosteuerung 64 entweder automatisch oder in Erwiderung auf einen Befehl von der Batterieladevorrichtung verschiedene Batterieeigenschaften während des Ladens überwachen, wobei die Spannungen oder aktuelle Ladezustände jeder der Batteriezellen 60 eingeschlossen sind. Die Mikrosteuerung 64 kann gewisse Batterieeigenschaften und Verfahrensmessungen oder Mittelwertmessungen während Perioden des Ladestroms (das heißt in Zeitabschnitten mit „eingeschaltetem Strom“) Ton überwachen. In einigen Konstruktionen kann die Zeitdauer mit eingeschaltetem Ladestrom ungefähr eine Sekunde („1-s“) betragen. In Zeitabschnitten T_off, in denen kein Ladestrom fließt (das heißt in Zeitabschnitten mit „ausgeschaltetem Strom“), kann Information im Hinblick auf gewisse Batterieeigenschaften (beispielsweise die Spannungen der Zellen oder den Ladezustand der Zellen) von der Batterie 20 an die Ladevorrichtung 30 übertragen werden. In einigen Konstruktionen beträgt der Zeitabschnitt Toff mit ausgeschaltetem Strom ungefähr 50 ms. Die Batterieladevorrichtung 30 kann die Information, die von der Batterie 20 gesendet wird, verarbeiten und die Zeitabschnitte Ton mit eingeschaltetem Strom entsprechend modifizieren. Wenn beispielsweise eine oder mehrere Batteriezellen 60 einen höheren aktuellen Ladezustand als die verbleibenden Batteriezellen 60 aufweisen, so kann die Batterieladevorrichtung 30 die nachfolgenden Zeitabschnitte Ton mit eingeschalteten Strom erniedrigen, um eine Überladung der einen oder mehreren Batteriezellen mit höherer Ladung zu verhindern.
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 jede einzelne Zellspannung mit einer mittleren Zellspannung vergleichen, und wenn die Differenz zwischen der einzelnen Zellspannung und der mittleren Zellspannung gleich einem vordefinierten Schwellwert ist oder diesen übersteigt (beispielsweise ein Ungleichgewichtsschwellwert), so kann die Ladevorrichtung 30 die Zelle als eine Zelle identifizieren, die einen höheren Ladezustand aufweist. Die Batterieladevorrichtung 30 kann den Zeitabschnitt Ton mit eingeschaltetem Strom modifizieren. In anderen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung den Ladezustand für eine spezielle Batteriezelle (wie eine Batteriezelle, die als eine Zelle mit höherer Spannung identifiziert wurde) während dem Zeitabschnitt mit eingeschaltetem Strom auf der Basis der Information, die von der Batterie 20 empfangen wird, schätzen. In diesen Konstruktionen kann, wenn die Schätzung des aktuellen Ladezustands für die Zelle einen Schwellwert überschreitet, die Batterieladevorrichtung 30 die Dauer des Zeitabschnitts Ton mit eingeschaltetem Strom modifizieren.
Beispielsweise kann, wie das in 16 gezeigt ist, die Batterieladevorrichtung 30 die Batterie 20 anweisen, die Zellspannungsmessungen, die während der nächsten Zeitdauer T_on1 mit eingeschaltetem Strom gemessen werden, zu mitteln. Der Befehl kann während der ersten Zeitdauer T_off1 mit ausgeschaltetem Strom gesendet werden. Somit misst während der ersten Zeitdauer T_on1 mit eingeschaltetem Strom die Mikrosteuerung 64 die Zellspannungen als auch andere Batterieparameter und mittelt diese. Während des nächsten Zeitabschnitts T_off2 mit ausgeschaltetem Strom kann die Batterie 30 die gemittelten Messungen an die Batterieladevorrichtung 30 übertragen. In einigen Konstruktionen kann die Batterie 20 acht gemittelte Messungen, wie beispielsweise einen gemittelten Satzzustand der Ladungsmessung und einen gemittelten einzelnen Zellzustand der Ladung für jede der sieben Batteriezellen 60 senden. Beispielsweise kann die Batterie 20 die folgende Information senden: Zelle 1 14%, Zelle 2 14%, Zelle 3 15%, Zelle 4 14%, Zelle 5 16%, Zelle 6 14%, Zelle 7 14% und Spannung des Satzes (beispielsweise die Zellen 1 bis 7) 29,96 Volt. In diesem Beispiel identifiziert die Batterieladevorrichtung 30 die Zelle 5 als eine höhere Batteriezelle. Die Ladevorrichtung 30 zeichnet auch die Batteriespannung, wie sie sowohl von der Mikrosteuerung 64 der Batterie als auch der Batterieladevorrichtung 30 gemessen wurde, auf. In diesem Beispiel misst die Batterieladevorrichtung 30 die Spannung der Batterie zu ungefähr 30,07 Volt. Die Batterieladevorrichtung 30 berechnet die Differenz bei den Messungen der Spannung der Batterie (beispielsweise 110 mV) und bestimmt den Spannungsabfall über den Anschlüssen und Leitern zu ungefähr 110 mV.
Während dem nachfolgenden Zeitabschnitt T_on2 mit eingeschaltetem Strom „schätzt“ die Batterieladevorrichtung 30 die Spannung der Zelle 5. Beispielsweise tastet die Batterieladevorrichtung 30 die Messungen der Spannung der Batterie 20 ab und für jede Messung der Spannung der Batterie schätzt sie den Ladezustand für die Zelle 5 gemäß der folgenden Gleichung: $(V_{Batterie/1a} - V_{Anschl \ddot{u} sse}) \times V_{Zelle}$
wobei V_Batterie/la die Spannung der Batterie 20 als Messung durch die Ladevorrichtung 30 ist, wobei V_Anschlüsse der Spannungsabfall über den Anschlüssen (beispielsweise 110 mV) ist, und wobei V_Zelle die Spannung der Zelle, die als ein Prozentsatz der Batteriespannung geschätzt wird, ist. Wenn die Schätzung der Spannung der Zelle 5 einen Schwellwert überschreitet, dann kann die Batterieladevorrichtung 30 den nachfolgenden Zeitabschnitt T_on3 mit eingeschaltetem Strom modifizieren. Wie in 16 gezeigt ist, identifiziert die Ladevorrichtung 30 die Zelle 5 als eine hohe Batteriezelle und modifiziert den nachfolgenden Zeitabschnitt T_on3 mit eingeschaltetem Strom so, dass er ungefähr 800 ms beträgt. Somit ist die Länge T₂ des Stroms im Zeitabschnitt T_on3 kleiner als die Länge T₁ der vorherigen Zeitabschnitte Toni und T_on2 mit eingeschaltetem Strom.
In einigen Konstruktionen stellt die Ladevorrichtung 30 die nachfolgenden Zeitabschnitte mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise T_on4-5) auf ungefähr die Länge T₂ des vorherigen Zeitabschnitts T_on3 mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise 800 ms) ein. Wenn die Zelle 5 (oder eine andere Zelle) weiter als eine hohe Zelle identifiziert wird, dann kann die Ladevorrichtung 30 die Länge des nachfolgenden Zeitabschnitts mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise T_on6 ) beispielsweise von der Länge T₂ (beispielsweise ungefähr 800 ms) bis zur Länge T₃ (beispielsweise ungefähr 600 ms) modifizieren.
Ein weiteres schematisches Diagramm der Batterie 20' ist schematisch in 13 dargestellt. Die Batterie 20' ist ähnlich der Batterie 20, und gemeinsame Elemente werden durch dieselben Bezugszahlen „'“ bezeichnet.
In einigen Konstruktionen umfasst die Schaltung 62' eine elektrische Komponente, wie beispielsweise einen Identifikationswiderstand 950, und der Identifikationswiderstand 950 kann einen eingestellten Widerstand aufweisen. In anderen Konstruktionen kann die elektrische Komponente ein Kondensator, eine Spule, ein Transistor, ein Halbleiterelement, eine elektrische Schaltung oder eine andere Komponente, die einen Widerstand aufweist, oder die elektrische Signale senden kann, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, eine Digitallogikkomponente und dergleichen sein. In der dargestellten Konstruktion kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstandes 950 auf der Basis der Eigenschaften der Batterie 20', wie der Nennspannung und dem chemischen Aufbau der Batteriezelle(n) 60' gewählt werden. Ein Messanschluss 55' kann elektrisch mit dem Identifikationswiderstand 950 verbunden sein.
Die Batterie 20', die schematisch in 13 gezeigt ist, kann elektrisch mit einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise einer Batterieladevorrichtung 960 (auch schematisch dargestellt) verbunden werden. Die Batterieladevorrichtung 960 kann einen positiven Anschluss 964, einen negativen Anschluss 968 und einen Messanschluss 972 einschließen. Jeder Anschluss 964, 968, 972 der Batterieladevorrichtung 960 kann (jeweils) elektrisch mit dem entsprechenden Anschluss 45', 50', 55' der Batterie 20' verbunden werden. Die Batterieladevorrichtung 960 kann auch eine Schaltung einschließen, die elektrische Komponenten aufweist, wie beispielsweise einen ersten Widerstand 976, einen zweiten Widerstand 980, ein elektronisches Halbleiterbauelement oder einen Halbleiter 984, eine Vergleichsvorrichtung 988 und einen Prozessor, eine Mikrosteuerung oder eine (nicht gezeigte) Steuerung. In einigen Konstruktionen kann der Halbleiter 984 einen Transistor einschließen, der in der Sättigung oder einem „AN“-Zustand arbeiten kann, und der in einem ausgeschalteten oder „AUS“-Zustand arbeiten kann. In einigen Konstruktionen kann die Vergleichsvorrichtung 988 eine zugewiesene Spannungsüberwachungsvorrichtung, ein Mikroprozessor oder eine Verarbeitungseinheit sein. In anderen Konstruktionen kann die Vergleichsvorrichtung 988 in der Steuerung enthalten sein (nicht gezeigt).
In einigen Konstruktionen kann die (nicht gezeigte) Steuerung programmiert werden, um den Widerstandswert der elektrischen Komponente in der Batterie 20', wie den Identifikationswiderstand 958, zu identifizieren. Die Steuerung kann auch programmiert sein, um eine oder mehrere Eigenschaften der Batterie 20' zu bestimmen, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batterie und die Nennspannung der Batterie 20'. Wie vorher erwähnt wurde, kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 einem zugewiesenen Wert entsprechen, der mit einem oder mehreren gewissen Batterieeigenschaften verbunden ist. Beispielsweise kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 in einem Bereich von Widerstandswerten eingeschlossen sein, die dem chemischen Aufbau und der Nennspannung der Batterie 20' entsprechen.
In einigen Konstruktionen kann die Steuerung programmiert werden, um eine Vielzahl von Widerstandsbereiche des Identifikationswiderstands 958 zu erkennen. In diesen Konstruktionen entspricht jeder Bereich einem chemischen Aufbau einer Batterie, wie beispielsweise NiCd, NiMH, Li-Ionen und dergleichen. In einigen Konstruktionen kann die Steuerung zusätzliche Widerstandsbereiche erkennen, wobei jeder einem anderen chemischen Aufbau der Batterie oder anderen Batterieeigenschaften entspricht.
In einigen Konstruktionen kann die Steuerung programmiert sein, um eine Vielzahl von Spannungsbereichen zu erkennen. Die Spannungen, die in den Spannungsbereichen eingeschlossen sind, können dem Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 entsprechen oder von diesem abhängen, so dass die Steuerung den Wert des Widerstands 958 auf der Basis der gemessenen Spannung bestimmen kann.
In einigen Konstruktionen kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 weiter so gewählt werden, dass er eindeutig für jeden möglichen Nennspannungswert der Batterie 20' ist. Beispielsweise kann in einem Bereich von Widerstandswerten, ein erster zugewiesener Widerstandswert einer Nennspannung von 21 Volt entsprechen, ein zweiter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 16,8 Volt entsprechen, und ein dritter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 12,6 Volt entsprechen. In einigen Konstruktionen können mehr oder weniger zugewiesene Widerstandswerte vorhanden sein, wobei jeder einer anderen möglichen Nennspannung der Batterie 20' in Verbindung mit dem Widerstandsbereich entspricht.
In der beispielhaften Implementierung ist die Batterie 20' elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 960 verbunden. Um eine erste Batterieeigenschaft zu identifizieren, schaltet der Halbleiter 984 in den „AN“-Zustand unter der Steuerung einer zusätzlichen (nicht gezeigten) Schaltung. Wenn der Halbleiter 984 sich im „AN“-Zustand befindet, so schaffen der Identifikationswiderstand 958 und die Widerstände 976 und 980 ein Spannungsteilernetzwerk. Das Netzwerk errichtet eine Spannung V_A an einem ersten Referenzpunkt 992. Wenn der Widerstandswert des Widerstands 980 signifikant niedriger als der Widerstandswert des Widerstands 976 ist, so wird die Spannung V_A von den Widerstandswerten des Identifikationswiderstands 958 und des Widerstands 980 abhängen. In dieser Implementierung befindet sich die Spannung V_A in einem Bereich, der durch den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 bestimmt wird. Die (nicht gezeigte) Steuerung misst die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 992 und bestimmt den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 auf der Basis der Spannung V_A. In einigen Konstruktionen vergleicht die Steuerung die Spannung V_A mit einer Vielzahl von Spannungsbereichen, um die Batterieeigenschaften zu bestimmen.
In einigen Konstruktionen kann die erste zu identifizierende Batterieeigenschaft den chemischen Aufbau der Batterie einschließen. Beispielsweise kann jeder Widerstandswert unterhalb 150 kOhm anzeigen, dass die Batterie 20' einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH aufweist, und jeder Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm oder darüber kann anzeigen, dass die Batterie 20' einen chemischen Aufbau aus Li oder Li-Ionen aufweist. Wenn die Steuerung den chemischen Aufbau der Batterie 20' bestimmt und identifiziert hat, kann ein passender Ladealgorithmus oder ein Ladeverfahren ausgewählt werden. In anderen Konstruktionen gibt es mehr Widerstandsbereiche als im obigen Beispiel, die jeweils einem anderen chemischen Aufbau der Batterie entsprechen.
Wenn man mit der beispielhaften Implementierung fortfährt, so schaltet der Halbleiter 984, um eine zweite Batterieeigenschaft zu identifizieren, unter der Steuerung der zusätzlichen Schaltung in den „AUS“-Zustand. Wenn der Halbleiter 984 in den „AUS“-Zustand schaltet, schaffen der Identifikationswiderstand 958 und der Widerstand 976 ein Spannungsteilernetzwerk. Die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 992 wird nun durch die Widerstandswerte des Identifikationswiderstands 958 und des Widerstands 976 bestimmt. Der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 wird so gewählt, dass wenn die Spannung V_BATT an einem zweiten Referenzpunkt 880 im wesentlichen gleich der Nennspannung der Batterie 20' ist, die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 992 im wesentlichen gleich einer Spannung VREF an einem dritten Referenzpunkt 996 ist. Wenn die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 992 die feste Spannung V_REF am dritten Referenzpunkt 996 übersteigt, so ändert ein Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 seinen Zustand. In einigen Konstruktionen kann der Ausgang V_OUT verwendet werden, um das Laden zu beenden oder um als ein Anzeiger zu dienen, um zusätzliche Funktionen, wie eine Wartungsroutine, eine Abgleichroutine, eine Entladefunktion, zusätzliche Ladeschemata und dergleichen zu beginnen. In einigen Konstruktionen kann die Spannung V_REF eine feste Referenzspannung sein.
In einigen Konstruktionen kann die zweite zu identifizierende Batterieeigenschaft eine Nennspannung der Batterie 20' einschließen. Beispielsweise kann eine allgemeine Gleichung für das Berechnen des Widerstandswertes für den Identifikationswiderstand 958 folgendermaßen aussehen: $R_{100} = (V_{REF} \cdot R_{135}) / (V_{BATT} - V_{REF})$
wobei R₁₀₀ der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 ist, wobei R₁₃₅ der Widerstandswert des Widerstands 976 ist, wobei VBATT die Nennspannung der Batterie 20' ist, und wobei V_REF eine feste Spannung, wie beispielsweise ungefähr 2,5 Volt, ist. Beispielsweise kann im Bereich der Widerstandswerte für den (oben angegebenen) chemischen Aufbau in Form von Li-Ionen, ein Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm für den Identifikationswiderstand 958 einer Nennspannung von ungefähr 21 Volt entsprechen, ein Widerstandswert von ungefähr 194 kOhm kann einer Nennspannung von ungefähr 16,8 Volt entsprechen, und ein Widerstandswert von ungefähr 274,7 kOhm kann einer Nennspannung von ungefähr 12,6 Volt entsprechen. In anderen Konstruktionen können mehr oder weniger zugewiesene Widerstandswerte zusätzlichen oder unterschiedlichen Nennspannungswerten des Batteriesatzes entsprechen.
In der dargestellten Konstruktion können sowohl der Identifikationswiderstand 958 als auch der dritte Referenzpunkt 996 auf der „hohen“ Seite eines Strommesswiderstands 1000 angeordnet sein. Das Positionieren des Identifikationswiderstands 958 und des dritten Referenzpunktes 996 in dieser Art kann jede relative Spannungsfluktuation zwischen V_A und V_REF reduzieren, wenn ein Ladestrom vorhanden ist. Die Spannungsfluktuationen können in der Spannung V_A erscheinen, wenn der Identifikationswiderstand 958 und der dritte Referenzpunkt 996 sich auf Erde 1004 beziehen, und ein Ladestrom an die Batterie 20' angelegt wurde.
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 960 auch eine Ladevorrichtungssteuerfunktion einschließen. Wie vorher diskutiert wurde, so ändert, wenn die Spannung V_A im wesentlichen gleich der Spannung V_REF ist (was anzeigt, dass die Spannung VBATT der Nennspannung der Batterie 20' entspricht), der Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand. In einigen Konstruktionen wird der Ladestrom nicht länger an die Batterie 20' geliefert, wenn der Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand ändert. Wenn der Ladestrom unterbrochen wird, so beginnt die Batteriespannung VBATT abzunehmen. Wenn die Spannung VBATT einen unteren Schwellwert erreicht, so ändert der Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand. Wenn der Ladestrom unterbrochen wird, so beginnt die Batteriespannung VBATT abzunehmen. Wenn die Spannung VBATT einen unteren Schwellwert erreicht, so ändert der Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand wieder. In einigen Konstruktionen wird der untere Schwellwert der Spannung VBATT durch einen Widerstandswert eines Hysteresewiderstands 1008 bestimmt. Der Ladestrom wird wieder aufgenommen, wenn der Ausgang V_OUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand wieder ändert. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus für eine vorbestimmte Zeit, wie sie durch die Steuerung bestimmt wird, oder er wiederholt sich für eine gewisse Anzahl von Zustandsänderungen, die durch die Vergleichsvorrichtung 988 durchgeführt werden. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus, bis die Batterie 20' aus der Batterieladevorrichtung 960 entfernt wird.
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann eine Batterie, wie die Batterie 20, die in 17 gezeigt ist, so entladen werden, dass die Batteriezellen 60 nicht genug Spannung haben mögen, um mit einer Batterieladevorrichtung 30 zu kommunizieren. Wie in 17 gezeigt ist, so kann die Batterie 20 eine oder mehrere Batteriezellen 60, einen positiven Anschluss 1105, einen negativen Anschluss 1110 und einen oder mehrere Messanschlüsse 1120a und 1120b einschließen (wie in 17 gezeigt, wobei der zweite Messanschluss oder der Aktivierungsanschluss 120b in der Batterie 20 eingeschlossen oder nicht eingeschlossen sein kann). Die Batterie 20 kann auch eine Schaltung 1130 einschließen, die eine Mikrosteuerung 1140 einschließt.
Wie in 17 gezeigt ist, so kann die Schaltung 1130 einen Halbleiterschalter 1180 einschließen, der den Entladestrom unterbricht, wenn die Schaltung 1130 (beispielsweise der Mikroprozessor 1140) einen Zustand oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts bestimmt oder misst (das ist ein „abnormaler Batteriezustand“). In einigen Konstruktionen umfasst der Schalter 1180 eine Unterbrechungsbedingung, bei der der Strom von oder zur Batterie 20 unterbrochen wird, und einen Gestattungsbedingung, in der der Strom von oder zur Batterie 20 gestattet wird. In einigen Konstruktionen kann ein abnormaler Batteriezustand beispielsweise hohe oder niedrige Temperaturen der Batteriezelle, hohe oder niedrige Batterieladezustände, hohe oder niedrige Ladezustände der Batteriezelle, hohen oder niedrigen Entladestrom, hohen oder niedrigen Ladestrom und dergleichen einschließen. In den dargestellten Konstruktionen umfasst der Schalter 1180 einen Leistungs-FET oder einen Metalloxidhalbleiter-FET („MOSFET“). In anderen Konstruktionen können die Schalter 1180 parallel angeordnet sein. Parallele Schalter 1180 können in Batteriesätzen eingeschlossen sein, die einen hohen mittleren Entladestrom liefern (wie beispielsweise die Batterie 20, die Leistung an eine Kreissäge, eine Bohrmaschine und dergleichen liefert).
In einigen Konstruktionen kann es sein, dass wenn der Schalter 1180 nicht leitend wird, der Schalter 1180 sich nicht zurückstellt, sogar dann, wenn der abnormale Zustand nicht länger detektiert wird. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 1130 (beispielsweise der Mikroprozessor 1140) den Schalter 180 nur dann zurücksetzen, wenn ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 30 den Mikroprozessor 1140 anweist, dies zu tun. Wie vorher erwähnt wurde, kann die Batterie 20 so entladen werden, dass die Batteriezellen 60 nicht genug Spannung aufweisen, um den Mikroprozessor 1140 mit Leistung zu versorgen, um mit einer Batterieladevorrichtung 30 zu kommunizieren.
In einigen Konstruktionen kann, wenn die Batterie 20 nicht mit der Ladevorrichtung 30 kommunizieren kann, die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen Ladestrom durch die Körperdiode 1210 des Schalters 1180 liefern, um die Batteriezellen 60 langsam zu laden. Wenn die Zellen 60 genug Ladestrom empfangen, um den Mikroprozessor 1140 mit Leistung zu versorgen, so kann der Mikroprozessor 1140 den Zustand des Schalters 1180 ändern. Das heißt, die Batterie 50 kann sogar dann geladen werden, wenn sich der Schalter 1180 im nicht leitenden Zustand befindet. Wie in 17 gezeigt ist, kann der Schalter 180 die Körperdiode 1210 einschließen, die in einigen Konstruktionen integral mit einem MOSFET und anderen Transistoren ausgebildet ist. In anderen Konstruktionen kann die Diode 1210 elektrisch parallel mit dem Schalter 1180 verbunden sein.
In einigen Konstruktionen kann, wenn die Batterie 20 nicht mit der Ladevorrichtung 30 kommunizieren kann, die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen mittleren Strom durch eine Messleitung, wie beispielsweise die Messleitung 120a oder den zugewiesenen Aktivierungsanschluss 120b, anlegen. Der Strom kann einen Kondensator 1150 laden, der wiederum genug Spannung an den Mikroprozessor 1140 liefern kann, um den Betrieb zu ermöglichen.
Die Konstruktionen, die oben beschrieben sind, und die in den Figuren dargestellt sind, werden nur beispielhaft präsentiert und sollen nicht als eine Begrenzung für die Konzepte und Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen. Somit wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen in den Elementen und ihrer Konfiguration und ihrer Anordnung möglich sind, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Batterieladevorrichtung (30), die betrieben werden kann, um eine erste Elektrowerkzeugbatterie (20) und eine zweite Elektrowerkzeugbatterie (20) aufzuladen, wobei die Batterieladevorrichtung umfasst: eine Steuerung (100); und eine Ladeschaltung (95), die betrieben werden kann, um einen Ladestrom für die erste Elektrowerkzeugbatterie in einem gepulsten Modus zur Verfügung zu stellen, wobei die Ladeschaltung weiterhin betrieben werden kann, um einen Ladestrom an die zweite Elektrowerkzeugbatterie bereitzustellen, wobei die erste Elektrowerkzeugbatterie eine erste Vielzahl von Batteriezellen aufweist, von denen jede eine lithiumbasierte Chemie hat, und die zweite Elektrowerkzeugbatterie eine andere als eine lithiumbasierte Chemie hat, und wobei die Steuerung (100) betrieben werden kann, um von der ersten Elektrowerkzeugbatterie Information bezüglich eines individuellen Ladezustands mindestens einer der ersten Vielzahl von Batteriezellen zu empfangen.
Batterieladevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung betrieben werden kann, die lithiumbasierte Chemie der ersten Batterie zu identifizieren.
Batterieladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung betrieben werden kann, um die Ladeschaltung so zu steuern, dass sie einen Ladestrom gemäß eines ersten Ladealgorithmus an die erste Batterie und gemäß eines zweiten Ladealgorithmus an die zweite Batterie bereitstellt, wobei der erste Ladealgorithmus und der zweite Ladealgorithmus verschieden sind.
Batterieladevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Ladeschaltung die Steuerung einschließt.
Batterieladevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Chemie der zweiten Batterie Nickel-Cadmium ist.
Batterieladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei die Chemie der zweiten Batterie Nickel-Metall-Hydrid ist.
Batterieladevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste oder die zweite Elektrowerkzeugbatterie angepasst ist, um Leistung an ein Elektrohandwerkzeug abzugeben.